खगोलविदों ने सुदूर दुनिया के वायुमंडलों की जांच करने के लिए जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए वर्षों बिताए हैं, यह उम्मीद करते हुए कि उन पतली बाहरी परतों से पता चलेगा कि नीचे क्या है। आकाशगंगा के ग्रहों के सबसे प्रचुर वर्गों में से एक के लिए, उस धारणा को एक और नज़र डालने की आवश्यकता हो सकती है।कई गर्म उप-नेप्च्यून में उनके दृश्य वातावरण से संकेत की तुलना में कहीं अधिक पानी हो सकता है। पूरे ग्रह में हाइड्रोजन के साथ समान रूप से मिश्रित रहने के बजाय, पानी सही परिस्थितियों में गहरी परतों में अलग हो सकता है, जिससे ऊपरी वायुमंडल तुलनात्मक रूप से समाप्त हो जाएगा। यदि ऐसा होता है, तो वेब की उल्लेखनीय रूप से संवेदनशील टिप्पणियाँ भी किसी ग्रह के आंतरिक भाग का पूरा विवरण देने के बजाय तस्वीर का केवल एक हिस्सा प्रदान कर सकती हैं। द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित नए अध्ययन के अनुसार, जिसका शीर्षक है “गर्म धातु-समृद्ध उप-नेपच्यून पर जल-हाइड्रोजन डिमिक्सिंग के लिए एक विंडो”यह प्रक्रिया दुर्लभ या असामान्य रूप से ठंडी दुनिया तक सीमित होने के बजाय धातु-समृद्ध उप-नेप्च्यून की एक व्यापक आबादी को प्रभावित कर सकती है।
वैज्ञानिकों ने खोजा छुपी हुई पानी की परतें अंदर गर्म उप-नेप्च्यून एक्सोप्लैनेट
उप-नेप्च्यून न तो चट्टानी पृथ्वी जैसे ग्रह हैं और न ही बड़े गैस दिग्गज हैं। पृथ्वी की त्रिज्या से लगभग दो से चार गुना मापने वाले, वे सबसे अधिक बार पाए जाने वाले एक्सोप्लैनेट हैं, फिर भी उनकी आंतरिक संरचना आश्चर्यजनक रूप से अनिश्चित बनी हुई है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से इस बात पर बहस की है कि क्या उनके मोटे आवरणों में हाइड्रोजन और हीलियम का प्रभुत्व है, जो पानी से भरपूर सामग्री से भरे हुए हैं, या कहीं बीच में हैं।अध्ययन के अनुसार, इसका उत्तर सिर्फ एक मिश्रण को ऊपर से नीचे तक समान रूप से फैलाना नहीं हो सकता है। टीम ने एथेनिया नामक एक मॉडलिंग ढांचा विकसित किया है जो वायुमंडलीय और आंतरिक सिमुलेशन को जोड़ता है ताकि यह परीक्षण किया जा सके कि हाइड्रोजन और पानी कब मिश्रित रहते हैं और कब वे अलग-अलग क्षेत्रों में अलग हो जाते हैं। उनकी गणना पहले से अज्ञात “डीमिक्सिंग विंडो” की ओर इशारा करती है जहां गर्म, धातु-समृद्ध उप-नेप्च्यून स्वाभाविक रूप से छिपी हुई संरचना परतें विकसित कर सकते हैं।
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप को कम क्यों आंका जा सकता है? उप-नेप्च्यून एक्सोप्लैनेट पर पानी
ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक, पारगमन के दौरान किसी ग्रह के वायुमंडल के माध्यम से फ़िल्टरिंग स्टारलाइट का विश्लेषण करती है। यह ग्रह के गहरे आंतरिक भाग के बजाय केवल ऊपरी वायुमंडलीय परतों का नमूना लेता है।यदि समय के साथ हाइड्रोजन और पानी अलग हो जाएं तो यह अंतर महत्वपूर्ण हो जाता है। अध्ययन के अनुसार, दूरबीनों द्वारा देखे गए वातावरण में ग्रह के अंदर की गहराई की तुलना में काफी कम पानी हो सकता है। उस स्थिति में, अकेले वायुमंडलीय माप पानी की कुल मात्रा और ग्रहीय आवरण की समग्र धात्विकता दोनों को कम आंक सकते हैं, जिससे वैज्ञानिक वास्तव में मौजूद छोटे आवरणों और बड़े चट्टानी कोर का अनुमान लगा सकते हैं।ग्रह को एक अच्छी तरह से मिश्रित पिंड के रूप में प्रस्तुत करने के बजाय, भविष्य की व्याख्याओं में वायुमंडल और आंतरिक भाग के बीच क्रमिक रासायनिक परत को ध्यान में रखने की आवश्यकता हो सकती है।
TOI-270 डी इसमें जेम्स वेब की टिप्पणियों से कहीं अधिक छिपा हुआ पानी हो सकता है
शोधकर्ताओं ने अपने मॉडल को टीओआई-270 डी पर लागू किया, जो एक गर्म उप-नेप्च्यून है जिसने पहले से ही काफी ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि वेब अवलोकनों ने मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से समृद्ध वातावरण की ओर इशारा करने वाले साक्ष्य का पता लगाया है।ग्रह उस सीमा के अंतर्गत आता है जहां हाइड्रोजन-जल पृथक्करण हो सकता है। यदि ऐसा है, तो दूरबीनों से दिखाई देने वाला वातावरण नीचे कहीं अधिक जल-समृद्ध आवरण के केवल ऊपरी हिस्से का प्रतिनिधित्व कर सकता है। अध्ययन से पता चलता है कि ग्रह के कुल आवरण में अकेले वायुमंडलीय अवलोकनों की तुलना में काफी अधिक भारी सामग्री हो सकती है, हालांकि लेखकों का कहना है कि विभिन्न तापीय स्थितियों के तहत पूरी तरह से मिश्रित इंटीरियर संभव है।मॉडलिंग यह भी इंगित करती है कि यह व्यवहार TOI-270 d के लिए अद्वितीय नहीं है। समृद्ध आवरण वाले कई गर्म उप-नेपच्यून में भी इसी तरह की स्थितियाँ हो सकती हैं।
छिपा हुआ पानी वैज्ञानिकों द्वारा जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप डेटा की व्याख्या को नया आकार दे सकता है
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा मापे गए निष्कर्षों से कोई फर्क नहीं पड़ता। इसके बजाय, वे बदलते हैं कि उन मापों की व्याख्या कैसे की जानी चाहिए।अध्ययन के अनुसार, यदि रासायनिक पृथक्करण पहले ही हो चुका है, तो ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी से अनुमानित वायुमंडलीय धातुएं हमेशा ग्रह की समग्र संरचना को प्रतिबिंबित नहीं कर सकती हैं। शोधकर्ताओं का तर्क है कि भविष्य के आंतरिक-वायुमंडल मॉडल को पूरी तरह से मिश्रित लिफाफा मानने के बजाय इन संरचना ग्रेडिएंट्स पर विचार करना चाहिए, खासकर उच्च धातु संवर्धन के साथ गर्म उप-नेप्च्यून के लिए।हाइड्रोजन-जल पृथक्करण इस बात पर प्रभाव डाल सकता है कि ये ग्रह कैसे ठंडे होते हैं, वे समय के साथ कितनी आसानी से वायुमंडलीय गैसें खो देते हैं और वैज्ञानिक उनकी आंतरिक संरचनाओं का अनुमान कैसे लगाते हैं। यदि भविष्य के मॉडलिंग और अवलोकनों से इसकी पुष्टि हो जाती है, तो आकाशगंगा के सबसे आम ग्रह अपने वायुमंडल से कहीं अधिक बड़े जल भंडारों को छिपा सकते हैं।
